KR20050013206A - 미세구조 광섬유를 인발하기 위한 방법 및 예형 - Google Patents

미세구조 광섬유를 인발하기 위한 방법 및 예형

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KR20050013206A
KR20050013206A KR10-2004-7020214A KR20047020214A KR20050013206A KR 20050013206 A KR20050013206 A KR 20050013206A KR 20047020214 A KR20047020214 A KR 20047020214A KR 20050013206 A KR20050013206 A KR 20050013206A
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KR10-2004-7020214A
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스티븐 비. 다우스
마이클 티. 갈라거
다니엘 더블유. 하우토프
네이트산 벤카타라만
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 미세구조 섬유 인발에 대한 방법을 제공한다. 제 1 홀 세트 및 제 2 홀 세트를 구비한 예형이 제공되고, 제 1 홀 세트는 제 1 압력 시스템과 연결되고, 반면 제 2 홀 세트는 제 1 압력 시스템과 실질적으로 연결되지 않는다. 홀 세트의 압력은 인발된 미세구조 광섬유의 원하는 홀 기하를 산출하기 위해 설정 또는 제어될 수 있다. 본 발명은 또한 발명의 방법을 사용하기에 적합한 예형을 제공한다.

Description

미세구조 광섬유를 인발하기 위한 방법 및 예형 {METHODS AND PREFORMS FOR DRAWING MICROSTRUCTURED OPTICAL FIBERS}
유리 재료로 제조된 광섬유는 통상 20년 이상 사용되어 왔다. 비록 이러한 광섬유가 전기통신의 분야로의 도약을 대표할지라도, 대체 광섬유 설계는 계속 요구된다. 대체 광섬유의 하나의 장래성 있는 형태는, 섬유 축을 따라 세로로 통하는 홀 또는 공백을 포함하는 미세구조 광섬유이다. 홀들은 일반적으로 공기 또는 불활성 기체를 포함하나, 다른 재료 또한 포함할 수 있다.
미세구조 광섬유들은 폭넓게 다양한 특성을 가지도록 설계될 수 있고, 폭넓게 다양한 응용품에 사용될 수 있다. 예를 들면, 솔리드 유리 코어 및 상기 코어 주변의 클래딩 영역에 배치된 다수의 홀들을 구비한 미세구조 광섬유들이 설계되어 있다. 홀들의 위치 및 크기는 큰 음의 값에서 큰 양의 값 어디에서든지 범위를 정하는 분산을 지닌 미세구조 광섬유를 산출하기 위해 설계될 수 있다. 예를 들면, 이러한 섬유들은 분산보상에서 유용할 수 있다. 솔리드-코어 미세구조 광섬유들은 또한 넓은 파장의 범위를 넘어서는 단일 모드가 되도록 설계될 수 있다. 대부분의솔리드-코어 미세구조 광섬유들은 내부전반사 메커니즘에 의해 빛을 유도하고; 홀들의 낮은 인덱스는 그들이 배치된 클래딩 영역의 낮은 인덱스를 따른다.
미세구조 광섬유의 특히 흥미로운 하나의 형태는 광자 밴드 갭 섬유이다. 광자 밴드 갭 섬유들은 내부전반사 메커니즘과 근본적으로 다른 메커니즘에 의해 빛을 유도한다. 광자 밴드 갭 섬유들은 섬유의 클래딩에 형성된 광학 결정 구조(photonic crystal structure)를 갖는다. 광학 결정 구조는 빛의 파장의 순서에 간격을 두는 주기적인 홀의 배열이다. 섬유의 코어는 광학 결정 구조 클래딩의 결손(defect)에 의해 형성된다. 예를 들면, 결손은 광학 결정 구조의 홀과 실질적으로 다른 크기 및/또는 형상의 홀일 수 있다. 광학 결정 구조는, 빛이 광학 결정으로 전달되는 것을 방해하는, 밴드 갭으로 알려진 주파수 범위를 갖는다. 밴드 갭 내의 주파수를 갖는 섬유의 코어로 전해지는 빛은 광학 결정 클래딩으로 전달되지 않을 것이고, 그러므로 코어에 갇혀 있을 것이다. 광자 밴드 갭 섬유는 광학 결정 구조의 홀 보다 큰 홀로부터 형성되는 코어를 지닐 수 있고; 이러한 중공-코어 섬유에서, 빛은 유리 재료의 흡수 및 레일리(Rayleigh) 산란 때문에 손실을 저하시키는 가스 매질로 유도될 수 있다. 빛이 가스 매질로 유도됨으로써, 중공-코어 섬유는 극히 낮은 비-선형을 지닐 수 있다.
미세구조 광섬유들은 모든 유리 광섬유의 제조와 개략적으로 유사한 방법을 사용해 제작된다. 원하는 홀들의 배열을 갖는 예형이 형성되고, 그 후에 가열 및 팽창력을 사용해 섬유로 인발된다. 인발 공정에서, 홀의 크기, 형상, 및 배열은 홀 내부의 재료의 유연 및 표면 팽창력 때문에 현저하게 뒤틀린다. 밴드 갭은 광학 결정 구조의 특징적인 면적의 변화, 예컨데 홀 크기, 피치 및 균형에 다소 민감하므로, 이러한 뒤틀림(distortion)은 특히 중공-코어 광항 밴드 갭 섬유를 손상시킨다.
본 발명은 일반적으로 광섬유, 및 보다 상세하게 미세구조 광섬유 및 미세구조 광섬유를 인발하기 위한 방법 및 예형에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 따라 효과적인 유도-인덱스 미세구조 광섬유(index-guided microstructured optical fiber)의 생산에 대한 광섬유 예형의 개략도;
도 2는 본 발명의 일 실시예를 따라 효과적인 유도-인덱스 미세구조 광섬유의 생산에 대한 장치의 개략도;
도 3은 광자 밴드 갭 섬유의 생산에 대한 광섬유 예형의 개략도;
도 4는 단일 압력 하에 도 3의 예형로부터 인발되는 광섬유의 단면도를 도시하는 개략도;
도 5는 본 발명의 실시예를 따른 광자 밴드 갭 섬유의 생산에 대한 광섬유 예형의 개략도;
도 6은 본 발명의 실시예를 따른 광자 밴드 갭 섬유를 인발하기 위해 사용되는 장치의 개략도;
도 7은 예형의 근접 단부에 확장된 홀을 구비한 광섬유 예형 제조 방법의 개략도;
도 8은 예형의 근접 단부에서 광섬유로 확장된 홀을 구비한 예형을 인발하기위해 사용되는 장치의 개략도;
도 9는 본 발명의 실시예를 따른 다른 압력 제어 시스템에 광섬유 예형의 홀들을 연결하는 방법의 개략도;
도 10은 본 발명의 실시예를 따른 다른 압력 제어 시스템에 광섬유 예형의 홀들을 연결하는 방법의 개략도;
도 11은 본 발명의 실시예를 따른 다른 압력 제어 시스템에 광섬유 예형의 홀들을 연결하는 방법의 개략도;
도 12는 본 발명의 실시예를 따른 다른 압력 제어 시스템에 광섬유 예형의 홀들을 연결하는 방법의 개략도;
도 13은 미세구조 광섬유 제조에 대한 적층-및-인발 방법의 한 예의 개략도; 및
도 14는 광자 밴드 갭 섬유 예형에 코어 결손을 확장하기 위해 사용되는 에칭 공정의 한 예의 개략도이다.
본 발명의 한 관점은 미세구조 광섬유 제조 방법에 관한 것이고, 상기 방법은 근접 단부 및 말단부, 및 제 1 홀 세트 및 제 2 홀 세트를 구비하고, 상기 양쪽 홀 세트들은 근접 단부와 말단부 사이에 예형을 통해 세로로 형성되는 예형을 제공하는 단계; 적어도 하나의 압력 시스템을 제공하는 단계; 예형의 근접 단부에서 제 1 홀 세트가 제 1의 상기 적어도 하나의 압력 시스템과 연결시키는 단계; 및 미세구조 광섬유를 형성하기 위해 말단부로부터 예형을 인발하는 단계를 포함하고, 상기 인발 단계에서, 상기 제 2 홀 세트는 실질적으로 제 1 압력 시스템과 연결되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 예형을 제공하는 단계는 근접 단부 및 말단부, 제 1 홀 세트 및 제 2 홀 세트를 구비하고, 각각의 홀 세트는 근접 단부와 말단부 사이에 예형을 따라 세로로 형성되며, 상기 예형은 재료로 형성하는 단계; 상기 예형의 근접 단부의 홀들을 밀봉시키는 단계; 예형의 재료의 연화점(softening point)에 가까운 온도까지 예형의 근접 단부를 가열시키는 단계; 예형의 말단부의 홀에 압력을 가하고, 이에 의해 예형의 홀을 그것의 근접 단부에서 연장시키는 단계; 및 예형의 근접 단부를 절개하고, 이에 의해 연장된 홀들을 노출시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 제 1 홀 세트를 제 1 압력 시스템과 연결시키는 단계는 제 1 홀 세트의 각각의 근접 단부 및 말단부를 갖는 중공 튜브를 제공하는 단계; 예형의 근접 단부에서 하나의 중공 튜브의 근접 단부를 제 1 홀 세트의 각각의 홀로 삽입시키는 단계; 각 중공 튜브의 근접 단부를 홀딩 재료를 사용해 예형에 부착시키고, 이에 의해 중공 튜브와 홀을 연결하는 단계; 및 각 중공 튜브의 말단부와 제 1 압력 시스템을 연결하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 예형은 제 1 홀 세트를 포함하는 제 1 영역 및 상기 제 1 영역을 감싸는 제 2 영역을 포함하고, 여기서 상기 예형의 상기 근접 단부에서, 상기 예형의 제 1 영역은 상기 예형의 제 2 영역으로부터 돌출된다.
본 발명의 다른 관점은 근접 단부 및 말단부, 및 제 1 홀 세트 및 제 2 홀 세트를 구비하고, 양쪽 홀 세트들은 근접 단부와 말단부 사이에 예형을 통해 세로로 형성된 예형을 제공하는 단계; 상기 예형의 근접 단부에서 제 1 홀 세트의 각각의 홀에 대해 다공성(porous) 재료를 형성시키는 단계; 미세구조 광섬유를 형성하도록 말단부로부터 예형을 인발시키는 단계를 포함하며, 여기서 홀딩 재료는 제 1 홀 세트 및 제 2 홀 세트 사이의 유동(flow)을 부분적으로 억제하기에 충분한 다공성을 갖는 미세구조 광섬유 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 관점은 하기에서 설명된 방법을 사용하는 예형, 및 하기에서 설명된 방법을 사용해 제작된 미세구조 광섬유와 관련된 것이다. 예를 들면, 본 발명의 한 관점은 제 1 홀 세트 및 제 2 홀 세트를 포함하고, 상기 홀은 근접단부와 말단부 사이에 예형을 통해 세로로 형성되며; 여기서, 예형의 근접 단부에서 상기 제 1 홀 세트는 제 1 압력 시스템과 연결되고, 제 1 압력 시스템은 실질적으로 제 2 압력 시스템과 연결되지 않는 미세구조 광섬유 예형과 관련된다.
본 발명의 방법 및 예형은 전통적인 방법 및 예형을 넘어서는 다수의 이점을 갖는다. 본 발명은 인발 동안에 특징적인 기하(예를 들면 피치, 홀 크기)의 엄격한 제어로 인발되기 위해 구조의 폭넓은 변화를 지닌 미세구조 광섬유를 고려한다. 본 발명은 미세구조 광섬유 예형의 다른 홀 세트의 개별적인 압력 제어를 가능하게 한다. 상대적으로 큰 코어 홀을 구비한 중공-코어 광자 밴드 갭 섬유는 요구되지 않은 코어 홀 뒤틀림 없이 제조될 수 있다. 본 발명의 기법은 모세관의 적층(stacked) 번들로부터 직접 인발되기 위해, 침입(interstitial) 홀을 붕괴하기 위한 중간 인발 단계에 대한 요구 없이, 완전히 붕괴된 침입 홀을 구비한 미세구조 광섬유를 고려할 수 있다. 본 발명의 미세구조 광섬유는 동형 단면을 지닌 긴 길이로 제조될 수 있다. 본 발명은 미세구조 광섬유의 제조에서 반복 가능한 공정의 높은 정도를 고려한다. 추가적인 본 발명의 특징 및 이점은 뒤따르는 상세한 설명에서 제공되고, 부분적으로 설명으로부터 기술에 숙련된 사람들 또는 서술된 설명 및 청구범위, 첨부된 도면에서 설명된 본 발명을 실행함에 의해 인지하는 사람들에게 쉽게 명백해진다.
앞서 말한 일반적인 설명 뿐만 아니라 이하의 상세한 설명들은 단지 본 발명의 모범예이고, 청구된 본 발명의 성질 및 특징을 이해하기 위한 개관 또는 구성을 제공한다는 것을 이해할 수 있다.
첨부된 도면들은 본 발명의 그 이상의 이해를 제공하기 위해 포함되고, 이 명세서의 한 부분을 구성 및 통합된다. 도면들은 일정한 비율로 그려질 필요 없다. 도면은 본 발명의 하나 이상의 실시예를 도시하고, 설명과 더불어 본 발명의 원리 및 작용을 설명하는데 도움을 준다.
본 발명의 한 관점에서, 미세구조 광섬유 형성에 대한 방법이 제공된다. 이런 방법에서, 제 1 홀 세트 및 제 2 홀 세트를 구비한 예형은 제공된다. 제 1 홀 세트는 제 1 압력 시스템과 연결된다. 제 2 홀 세트는 제 2 압력 시스템과 선택적으로 연결될 수 있다. 여기에 사용된 바와 같이, 예형의 근접 단부는 예형의 홀과 압력 시스템이 연결되는 단부가 된다. 예형은 미세구조 광섬유를 형성하기 위해 인발된다. 여기에 사용된 바와 같이, 예형의 말단부는 섬유가 인발되는 예형의 단부가 된다(일반적으로 근접 단부의 맞은편). 인발 단계 동안에, 제 2 홀 세트는 제 1 압력 시스템과 실질적으로 연결되지 않는다. 하기에서 보다 충분하게 설명된 바와 같이, 제 1 압력 제어 시스템은 인발된 광섬유의 제 1 홀 세트의 크기를 제어하기 위해 제어될 수 있다.
여기에 사용된 바와 같이, 압력 시스템은 예형의 외부 공간의 체적이다. 미세구조 광섬유가 인발되는 용광로의 분위기는 압력 시스템이 되기 위해 여기서 고려된다. 물기둥을 지닌 U-형태 유리 튜브는 숙련된 기술자에 의해 실질적으로 고정된 압력을 지니는 압력 시스템으로 사용된다. 압력 시스템은, 숙련된 기술자에 의해 압력이 제어되는 압력 제어 시스템이 될 수 있다. 예를 들면, 압력 제어 시스템은 헬륨 또는 아르곤 가스 압력의 공급원과 같은 정압 시스템; 또는 진공 시스템과 같은 부압 시스템이 될 수 있다. 보다 복잡한 압력 제어 시스템은, 압력 센서, 진공 시스템, 가스 압력 공급원, 및 압력을 제어하고 원하는 값에서 시스템의 압력을 유지하기 위해 진공 및/또는 가스 압력을 사용하는 제어기를 포함할 수 있다. 예형의 근접 단부에 압력 시스템과 연결되지 않은 어떤 홀들은 밀봉되게 닫혀지거나 예형의 근접 단부를 통한 예형의 외부의 유체 전달(fluid communication)로부터 실질적으로 억제된다. 만약 압력 시스템들 사이의 유체 전달이 실질적으로 억제된다면, 압력 시스템은 실질적으로 연결되지 않았다고 고려될 수 있다. 예형이 섬유로 인발되는 동안, 섬유의 인발된 단부에서 제 1 홀 세트 및 제 2 홀 세트는 기압에 개방될 수 있다. 그러나, 섬유 길이와 결합된 이 홀들의 작은 크기(직경이 미크론)는 그들을 통한 유체 전달을 실질적으로 억제할 수 있다. 그러므로 압력 시스템은 인발 동안에 예형의 말단부에서 실질적으로 연결되지 않은 것으로 간주된다.
효과적인 인덱스-유도 미세구조 광섬유의 생산에 대한 광섬유 예형의 실시예를 도 1에 도시하였다. 예형(20)은 솔리드 코어 로드(24; solid core rod)를 감싸는 원형 모세관(22)의 번들로 구성된다. 제 1 홀 세트(26)는 원형 모세관의 내부에 의해 형성되고, 솔리드 코어(24)에 대한 효과적인 인덱스 클래딩 영역을 형성한다. 제 2 홀 세트(28)는 원형 모세관의 외부 표면 사이의 침입 공간에 의해 형성된다. 모세관의 번들은 스페이서 로드(32; spacer rods)를 사용해 대형 슬리브 튜브(30) 내부에 위치된다. 도 2의 측면도에서 보여지듯, 제 1 홀 세트(26)는 예형의 근접 단부(34)에서 제 1 압력 제어 시스템(38)과 연결된다. 제 2 홀 세트는, 이 실시예에 있어서 제 2 압력 시스템을 대행하는 용광로의 기압과 연결된다. 예형은 광섬유를 형성하기 위해 예형의 말단부로부터 인발된다. 섬유의 인발 동안에, 제 1 압력 제어 시스템은 제 1 홀 세트의 홀에 그들이 개방되게 하기 위해 정압력을 유지하는 반면 제 2 홀 세트의 홀들은 용광로 압력에 남아있고, 표면 팽창력 때문에 닫혀진다. 이러한 기법은 예형의 크기를 줄이고 침입 홀을 붕괴하는 중간 인발 단계에 의지하지 않고, 튜브의 번들로부터 직접 인발되는 미세구조 광섬유를 고려할 것이다.
본 발명의 다른 관점에서, 제 1 홀 세트는 제 1 압력 시스템과 연결되고, 제 2 홀 세트는 제 2 압력 시스템과 연결된다. 양 압력 시스템들은 압력 제어 시스템일 수 있다. 본 발명의 이런 관점을 따른 광자 밴드 갭 섬유의 생산에 대한 광섬유 예형의 실시예를 도 3에 도시하였다. 예형(40)은 제 1 홀 세트(42), 제 2 홀 세트(44), 근접 단부(46), 및 말단부(48)를 갖는다. 홀들은 예형를 통해 근접 단부에서말단부까지 세로로 형성된다. 도 3의 실시예에 있어서, 제 1 홀 세트는 오직 하나의 대형 홀을 포함하고; 이 코어 홀은 광자 밴드 갭 섬유의 코어를 형성할 수 있다. 제 2 홀 세트는 주기적인 배열로 형성되고, 광자 밴드 갭 섬유의 광학 결정 클래딩을 형성할 수 있다.
만약 도 3의 예형이 양 홀 세트의 근접 단부에 가해지는 단일 압력을 지닌 말단부로부터 섬유로 인발된다면, 도 4의 단면도에서 보여지는 바와 같이, 미세구조의 실질적인 뒤틀림이 종종 발생한다. 특히, 인발된 섬유(50)에서, 코어 홀(51)은 광학 결정 클래딩의 홀(52)에 비례한 크기보다 훨씬 크게 뒤틀린다. 어떤 특별한 이론의 적용 없이, 발명자는 인발 동안에, 대형 코어 홀의 표면 팽창력에 기인한 힘은 소형 광학 결정 홀의 표면 팽창력에 기인한 힘보다 작고, 그래서 광학 결정 홀의 크기보다 코어 홀의 크기를 유지하기 위해 더 작은 압력이 필요하다고 생각한다. 동등한 압력에서, 코어 홀은 광학 결정 홀에 비례해 확장하는 경향이 있을 것이다.
그러므로 제 1 홀 세트 및 제 2 홀 세트의 압력의 독자적인 제어를 갖는 것이 바람직하다. 도 5는 본 발명의 실시예를 따른 미세구조 광섬유를 인발하기 위해 사용되는 광섬유 예형의 개략도이다. 제 1 홀 세트(42) 및 제 2 홀 세트(44)를 구비하는 예형(40)이 제공된다. 예형의 근접 단부(46)에서, 제 1 홀 세트는 제 1 압력 제어 시스템(53)과 연결되고, 제 2 홀 세트는 제 2 압력 제어 시스템(54)과 연결된다. 예형은 광섬유를 형성하기 위해 예형의 말단부(48)로부터 인발된다. 섬유의 인발 동안에, 제 1 압력 제어 시스템은 제 2 압력 제어 시스템과 다른 압력으로설정될 수 있다. 예를 들면, 숙련된 기술자는 두 홀 세트의 상대적인 크기를 유지하기 위해 제 1 압력 제어 시스템의 압력을 제 2 압력 제어 시스템의 압력보다 낮게 설정할 것이고, 이에 의해 도 4와 관련하여 상술된 뒤틀림을 피한다.
도 6은 본 발명과 일치하는 미세구조 광섬유를 인발하기 위해 사용되는 시스템의 개략도이다. 제 1 홀 세트(42) 및 제 2 홀 세트(44)를 구비한 예형(40)은 제공된다. 예형의 근접 단부(46)에서, 제 1 홀 세트는 제 1 압력 제어 시스템(53)과 연결된다. 도 6의 실시예에 있어서, 제 2 홀 세트는 제 2 압력 제어 시스템(54)과 연결된다. 예형의 말단부(48)에서, 장치는 숙련된 기술자에 의해 높이 평가되는 전통적인 열 공급원(55) 및 전통적인 섬유 인발 메커니즘(56)을 포함한다.
미세구조 광섬유 인발 공정에서, 숙련된 기술자는 각각의 압력 제어 시스템의 압력을 독자적으로 제어한다. 예를 들면, 제 2 홀 세트가 용광로 압력으로 유지될 때, 제 1 압력 제어 시스템은 제 1 홀 세트가 개방을 유지하기 위해 정압력으로 설정될 수 있다. 두개의 독자적인 압력 제어 시스템이 사용되는 경우에, 제 1 압력 제어 시스템은 제 2 압력 제어 시스템과 실질적으로 다른 압력으로 설정될 수 있다. 압력 제어 시스템의 압력을 제어함으로써, 숙련된 기술자는 섬유를 인발하는 동안 예형의 말단부에서 홀 내부의 압력을 제어할 수 있다. 숙련된 기술자는 인발 중 홀의 상대적인 직경을 확장, 유지, 또는 감소하기 위해 홀 내부의 압력을 제어할 수 있다. 예를 들면, 도 3의 예형의 경우인 각각의 제 1 홀 세트가 제 2 홀 세트의 각각의 홀보다 큰 단면적을 가지는 경우에, 제 2 압력 제어 시스템보다 낮은 압력으로 설정되는 제 1 압력 제어 시스템을 갖고, 제 2 홀 세트 내부의 압력보다낮은 제 1 홀 세트 내부의 압력을 갖는 것이 바람직하다. 다른 경우에, 제 2 압력 시스템보다 큰 압력으로 설정된 제 1 압력 시스템을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 제 2 홀 세트가 모세관들 사이의 침입 공간에 의해 형성될 때, 제 2 압력 제어 시스템은 인발 중 그들의 폐쇄를 보장하기 위해 제 2 홀 세트에 가는 진공을 배치한다.
피드백 제어는 적어도 하나의 압력 제어 시스템의 압력을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 홀의 크기는 감시되고, 크기 정보는 압력을 제어하는 피드백 시스템의 한 부분으로 사용된다. 선택적으로, 압력 감시는 홀 세트의 하나와 연결되고, 압력 정보는 압력을 제어하는 피드백 시스템의 한 부분으로 사용된다.
숙련된 기술자가 높이 평가하듯이, 미세구조 광섬유를 제조하기 위해 사용되는 예형의 홀들은 매우 작을 수 있고(예를 들면, 직경이 거의 100미크론보다 작다); 미세구조 광섬유 예형의 다른 홀들과 다른 압력 시스템을 연결하는 것은 평이한 작업이 아니다. 본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위해 몇몇 독창적인 방법 및 예형 구조를 설명한다. 예를 들면, 본 발명의 한 관점은 예형의 근접 단부에 확장된 홀들을 구비한 미세구조 광섬유 예형을 제공한다. 미세구조 광섬유 예형 제작에 대한 방법의 한 예를 도 7에 도시하였다. 제 1 홀 세트가 코어 홀(62)이고, 제 2 홀 세트(64)가 광학 결정 클래딩 구조를 형성하는 예형(60)이 제공된다. 이런 예의 예형의 홀들은 거의 100미크론보다 작은 직경을 갖고, 압력 시스템과 개별적인 연결에 대한 접근을 어렵게 한다. 예형의 근접 단부(66)는 홀들을 붕괴시키기 위해 단부를 가열함으로써 밀봉된다. 예형의 밀봉된 근접 단부(67)는 예를 들면 H2/O2토치로 예형의 재료의 연화점에 가깝게 가열된다. 가스 압력은 말단부(68)로부터 예형의 홀들에 가해진다. 가스 압력은 연화된 근접 단부에서 예형의 홀들을 확장하기 위해 제어된다. 홀들은 대략 동등하게, 그들의 최초 직경의 10 내지 100배까지 확장된다. 예형의 확장된 근접 단부는 냉각될 수 있고, 예를 들면, 절개(cleaving), 파괴, 분쇄(grinding), 레이저 기계가공 또는 톱질에 의해, 지금 확대된 홀들을 노출하기 위해 개방된다. 원하는 홀들은 그들의 확장된 근접 단부 내의 적절한 소형 유리 튜브에 의해 그 후 개별적으로 압력 시스템과 연결된다. 개별적으로 튜브를 설비하지 않는 어떤 홀에 접근하기 위한 단일 튜브가 예형의 외부 구역에 설비될 수 있다. 튜브들은 홀들에 가해지는 최소 압력으로 단부를 재-가열함에 의해 예형으로 밀봉되고, 이에 의해 홀들의 붕괴를 방해하는 동안 튜브를 밀봉한다. 선택적으로, 에폭시(epoxy), 프릿(frit) 재료, 또는 유리 밀봉 재료는 예형의 확장된 홀에 소형 유리 튜브를 끼워 맞추기 위해 사용된다. 예를 들면, 도 8에서 보여지듯이, 제 1 홀 세트(62; 코어 홀)는 코어 홀 내부에 밀봉된 튜브(72)에 의해 제 1 압력 시스템과 연결되고, 반면 제 2 홀 세트(64)는 대형 단일 튜브(74)에 의해 제 2 압력 시스템과 연결된다. 도 8의 실시예에 있어서, 내부 소형 튜브(72)는 외부 대형 튜브(74)를 통해 관통하기 위해 형성되고, 튜브들(72, 74)이 독립적으로 연결되는 것을 허가한다.
본 발명의 또 다른 관점은 제 1 홀 세트의 홀들 내부로 삽입된 튜브를 구비한 광섬유 예형을 제공한다. 튜브들은 홀딩 재료로 자리 잡는다. 이러한 예형을 준비하고 그것을 압력 시스템과 연결하는 방법의 예를 도 9에 도시하였다. 도 3과 관련해 설명된 예형이 제공된다. 중공 튜브(80)는 예형의 근접 단부에서 코어 홀(22) 내부에 배치되고, 홀딩 재료(82)가 튜브 주위의 코어 홀 내에 형성되는 동안 자리 잡히고, 튜브를 붙잡는다. 대형 튜브(84)는 예형의 외부 주위에 부착되고, 도 5와 관련해 설명했듯이 중공 튜브들(80, 84)은 제 1 및 제 2 압력 제어 시스템들(86, 88)과 연결되고, 제 1 홀 세트(22; 코어 홀) 및 제 2 홀 세트(24)의 압력의 독립적인 제어를 허가한다.
예를 들면, 홀딩 재료는 졸-겔 파생(sol-gel derived) 재료일 수 있다. 점성의 졸(viscous sol)은 중공 튜브(80) 주위에 주입되고, 그 후 겔이 된다. 그 후 겔은 용매 및 첨가물을 제거, 및 겔 밀도를 촉진하기 위해서 가열된다. 졸-겔 파생 재료는 공정 중에 실질적인 수축(shrinkage)이 존재하지 않는 것이 바람직하고, 그래서 그것의 다공성은 틈(crack)의 구성에 의해 증가하지 않는다. 예를 들면, 적절한 졸-겔 파생 재료는 미국 특허 제 6,209,357호에서 설명된다. 이런 방법에서, 실리카 미립자(particulate silica; 대략 50-100㎡/g 표면적이 바람직함)는 고 농도(∼30-70wt%)에서 고 염기(pH∼11.5) 분산에서 부유하고 졸을 형성하기 위해 염화 테트라메틸암모늄(tetramethylammonium hydroxide; ∼1.5wt%)으로 안정된다. 이런 고 염기 상태에서, 실리카 입자가 음 표면 전하를 가지므로 서로 밀어낸다. 이런 상태 하에서, 입자의 표면으로부터 실리카의 현저한 용해(dissolution)가 생긴다. 염화 나트륨(sodium chloride; ∼1.5wt%)과 염화 테트라메틸암모늄(∼1.25wt%)의첨가는 실리카 미립자의 표면 전하 스크리닝(screening)에 의해 졸이 겔이 되게 한다. 겔의 숙성(aging) 동안에, 용해된 실리카는 오스트왈드 리프닝(Ostwald ripening)에 의해 조밀하게 포장된 입자의 접합점(junction)에 주로 침전한다. 겔화를 유발하기 위한 표면 전하 스크리닝의 사용은 특히 건조 중 수축하지 않는 겔을 산출하고, 홀딩 재료가 홀의 측면에 부착되는 것을 허가한다. 숙련된 기술자는 본 발명의 홀딩 재료를 형성하는 다른 졸-겔 공정을 선택할 수 있다.
졸-겔 공정을 이용해 획득된 홀딩 재료는 약간의 잉여 다공성을 가질 수 있으나, 실질적으로 제 1 압력 시스템과 제 2 홀 세트 사이의 가스 유동을 억제할 수 있다. 이러한 제 1 압력 시스템과 제 2 홀 세트 사이의 유체 전달은 실질적으로 억제되고, 제 2 홀 세트는 실질적으로 제 1 압력 시스템과 연결되지 않는다. 두 압력 시스템들의 압력은 어떤 잉여 다공성을 고려하기 위해, 그리고 인발 동안에 홀의 원하는 압력을 산출하기 위해 설정된다. 홀딩 재료는 또한 중공 튜브(80)를 코어 홀(22) 내부로 밀봉하는 실질적으로 비-다공성(non-porous) 재료일 수 있고, 제 1 홀 세트와 제 2 홀 세트 사이의 본질적으로 가스 유동이 없는 것을 허락한다. 예를 들면, 저융점(low-melting) 유리, 고온 시멘트, 또는 유기/무기 하이브리드 졸-겔 파생 재료가 사용될 수 있다. 인발 타워 내 예형의 근접 단부에 의해 경험되는 온도를 견딜 수 있는 홀딩 재료임이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 다공성 재료는 제 1 홀 세트와 제 2 홀 세트 사이의 압력 강하(pressure drop)를 생성하기 위해 사용된다. 본 발명의 이런 관점에 따른 미세구조 광섬유 제작 방법의 예를 도 10에 도시하였다. 제 1 홀 세트(22;코어 홀) 및 제 2 홀 세트(24; 광학 결정 구조의 홀)들을 지닌 미세구조 광섬유 예형(170)이 제공된다. 예형의 근접 단부(174)에서, 다공성 재료(182)의 플러그는 코어 홀(22)에 형성된다. 재료의 플러그는 플러그를 통한 유동을 부분적으로 억제하기에 충분한 다공성 및 두께를 갖는다. 예를 들면, 이런 재료는 상기 도 9와 관련해 설명된 졸-겔 파생 재료가 될 수 있다. 플러그 맞은편의 압력 강하는 숙련된 기술자에게 익숙한 방법을 이용해 제어될 수 있다. 예를 들면, 플러그의 다공성은 원하는 입자 크기 분포 및 졸-겔 공정 매개변수를 선택함에 의해 제어될 수 있다. 플러그의 두께는 홀 내부로 삽입된 졸의 용적에 의해 제어될 수 있다. 다공성 플러그(182)의 구성 후에, 양 홀 세트들은 튜브(184)에 의해 제 1 압력 제어 시스템(188)과 연결된다. 도 10의 실시예에 있어서, 제 2 홀 세트는 제 1 압력 제어 시스템(188)과 직접 연결되고, 압력 제어 시스템과 동일한 압력일 수 있다. 제 1 홀 세트는 다공성 플러그(182)를 통해 제 1 압력 제어 시스템(188)과 연결되고, 인발 동안에 다공성 플러그 맞은편의 압력 강하를 야기하는 압력 제어 시스템(188) 보다 다소 낮은 압력일 수 있다. 숙련된 기술자는 제 1 홀 세트와 제 2 홀 세트 사이의 압력 차이를 생성하기 위해, 예를 들면 도 4와 관련해 상술된 코어 홀 뒤틀림을 방지하기 위해 플러그의 다공성 및 두께를 선택할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 숙련된 기술자는 도 9와 관련해 설명된 홀딩 재료로서 도 10과 관련해 설명된 다공성 플러그를 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점은 제 1 홀 세트를 포함하는 제 1 영역, 및 제 1 영역을 감싸는 제 2 영역을 구비하는 예형을 제공하고, 여기서 예형의 상기 근접 단부에서, 예형의 제 1 영역은 예형의 제 2 영역으로부터 돌출되고, 이에 의해 다른 홀 세트들과 다른 압력 시스템들과의 연결을 용이하게 한다. 예를 들면, 도 11은 효과적인 인덱스-유도 광섬유 예형의 홀과 다른 압력 시스템의 연결에 대한 방법을 보여준다. 예형(20)은 솔리드 코어(24)를 구비하고, 제 1 홀 세트(26)는 원형 모세관(22)의 내부에 의해 형성된다. 제 1 홀 세트는 솔리드 코어에 대한 효과적인 인덱스 클래딩 영역(index cladding region)을 형성한다. 제 2 홀 세트(28)는 원형 모세관들 사이의 침입 공간에 의해 형성된다. 모세관들은 슬리브(30) 내에 위치한다. 모세관의 근접 단부에서, 모세관(22)들은 모세관의 외부 표면을 용융(fuse)하기 위해 가열되고 인출된다. 용융된 부분(90)은 슬리브 내로 연장하지 않는다. 예형의 근접 단부(34)에서, 제 1 영역(용융된 모세관에 의해 형성)은 제 2 영역(슬리브에 의해 형성)으로부터, 바람직하게는 최소 6㎜, 더욱 바람직하게는 최소 12㎜, 좀 더 바람직하게는 최소 25㎜로 돌출된다. 돌출의 양은 다른 홀 세트의 방해 없이 한 홀 세트의 쉬운 연결이 가능할 만큼 충분히 선택된다. 중공 튜브(92)는 용융된 모세관 다발로 밀봉될 것이고, 이에 의해 제 1 압력 제어 시스템(94)을 지닌 제 1 홀 세트의 공통의 압력 제어에 대한 수단을 제공한다. 침입 홀들이 용융된 부분내에서 붕괴되었기 때문에, 그들은 중공 튜브(92)를 통해 제 1 압력 제어 시스템과 연결되지 않는다. 모세관의 용융된 부분이 슬리브 내로 연장하지 않기 때문에, 제 2 홀 세트를 채우는 침입 공간이 제 2 압력 시스템으로서 행동하는 기압과 연결된다. 인발 동안에, 제 1 압력 제어 시스템의 압력은 제 1 홀 세트의 홀들의 직경을 유지하도록 설정될 것이고, 반면 제 2 홀 세트(침입 공간)의 홀들은 표면 팽창력에기인하는 붕괴가 허가된다. 선택적으로, 제 2, 대형 튜브(도시되지 않음)는 슬리브의 외부로 밀봉될 수 있고, 제 2 홀 세트와 제 2 압력 제어 시스템을 연결하기 위해 사용되고, 제 2 홀 세트의 붕괴를 촉진하기 위해 가는 진공이 설비될 수 있다. 이런 방법은 예형의 중간 인발 수단을 사용하지 않는 침입 홀의 소거를 고려한다.
본 발명의 다른 실시예를 도 12에 도시하였다. 미세구조 광섬유 예형(100)은 제 1 홀 세트로서 코어 모세관(104)에 의해 형성되는 코어 홀(102)을 갖고, 반면 육각형측면 모세관(108; hexagonal sided capillary) 배열에 의해 형성되는 제 2 홀 세트(106)는 광학 결정 구조를 형성한다. 모세관들은 대형 튜브(110)에 의해 감싸진다. 설명된 실시예에 있어서, 예형의 대부분의 말단부(111)는 그것의 직경을 감소하기 위해 인발되고(공지의 재 인발 공정), 그래서 대부분의 예형은 몇 밀리미터와 비슷한 직경을 갖는다. 예형의 근접 단부(112)는 재 인발되지 않고, 코어 모세관(104)으로의 쉬운 접근을 보장하기에 충분히 크게 남아있다. 재 인발 공정 동안에 피치까지의 홀 직경의 비율내의 어떤 축소를 보상하기 위해, 예형의 홀들은 그들의 직경을 증가시키기 위해 흐르는 수성의 NH4F·HF 또는 가열된 기체상 SF6으로 에칭될 수 있다. 제 2 홀 세트를 형성하는 육각형 모세관들 사이의 어떤 침입 공간은 재 인발 공정에서 예형의 재 인발된 부분으로부터 제거된다. 예형의 근접 단부(112)에서, 코어 모세관에 의해 형성된 제 1 영역은 육각형 측면의 모세관에 의해 형성된 제 2 영역으로부터, 바람직하게는 최소 6㎜, 더욱 바람직하게는 최소 12㎜, 좀 더 바람직하게는 최소 25㎜로 돌출된다. 중공 튜브(114)는 코어 모세관(104)의 근접 단부의 외부로 밀봉되고, 제 1 홀 세트(코어 홀)와 제 1 압력 제어 시스템의 연결을 가능하게 한다. 제 2, 대형 중공 튜브(116)는 예형의 근접 단부의 외부로 밀봉되고, 제 2 홀 세트와 제 2 압력 제어 시스템의 연결을 가능하게 한다.
본 발명의 다른 실시예를 도 13에 도시하였다. 미세구조 광섬유 예형(120)은 제 1 홀 세트로서 코어 모세관(124)에 의해 형성된 코어 홀(122)을 갖고, 반면 육각형 측면 모세관(128)의 배열에 의해 형성된 제 2 홀 세트(126)는 광학 결정 구조를 형성한다. 코어 모세관(122)은 원하는 내부 단면 기하를 갖는 단일 튜브일 수 있고, 예를 들면 수트(soot)의 강화 및 바이트 로드(bait rod)의 물리적 및/또는 화학적 제거에 의한 특정한 형태의 흑연(graphite) 바이트 로드 상에 유리 수트의 침전에 의해 형성된다. 코어 모세관(122)은 보여지듯이 원형 외부 단면 형태 또는 다른 형태를 갖는다. 예를 들면, 코어 모세관(122)의 외부 단면 형태는 그것의 내부 단면 형태와 개략적으로 유사한 단면 형태를 갖는다. 모세관(128)들은 슬리브 튜브(130)에 의해 감싸진다. 모세관(128)들 사이의 침입 공간은 제 3 홀 세트(132)를 형성한다. 그들의 근접 단부에서, 육각형 측면 모세관(128)들은 모세관의 외부 표면을 용융하기 위해 가열되고 인출된다. 용융된 부분(133)은 슬리브 내로 연장하지 않는다. 예형의 근접 단부(126)에서, 제 1 영역(코어 모세관에 의해 형성)은 제 2 영역(육각형 측면 모세관의 배열에 의해 형성)으로부터, 바람직하게는 최소 6㎜, 최소 12㎜, 또는 최소 25㎜로 돌출된다. 제 2 영역은 제 3 영역(슬리브 튜브에 의해 형성)으로부터, 바람직하게는 최소 6㎜, 최소 12㎜, 또는 최소 25㎜로 돌출된다. 제 1 중공 튜브(134)는 코어 모세관의 근접 단부의 외부로 밀봉되고, 제 1 홀세트(코어 홀)와 제 1 압력 제어 시스템의 연결을 가능하게 한다. 제 2, 대형 중공 튜브(136)는 육각형 측면 모세관의 용융된 다발의 외부의 근접 단부의 외부로 밀봉되고, 제 2 홀 세트와 제 2 압력 제어 시스템의 연결을 가능하게 한다. 임의적으로, 제 3, 동일 대형 중공 튜브(138)는 슬리브로 밀봉될 수 있고, 제 3 홀 세트(침입 공간)와 제 3 압력 제어 시스템의 연결을 허가한다. 이런 방법은 또한 예형의 중간 인발 수단을 사용하지 않는 침입 홀의 소거를 고려하고, 광학 결정 클래딩을 형성하는 코어 홀 및 홀들의 개별적인 제어들을 더 고려한다.
본 발명의 미세구조 광섬유 예형은 숙련된 기술자에게 익숙한 방법을 사용해 제조된다. 통상적으로 사용되는 적층-및-인발 공정에서, 중공 모세관들은 미세구조 예형을 형성하도록 서로 묶여진다. 미세구조 광섬유의 생산에 대한 적층-및-인발 공정의 예를 도 14의 단면도에 도시하였다. 중공 모세관의 군은 원하는 미세구조(예를 들면, 중공 코어 결손을 지닌 광학 결정 구조)를 규정하도록 배치된다. 모세관 번들은 솔리드 튜브에 의해 감싸진다. 숙련된 기술자는 원하는 연화점 온도를 지닌 예형을 산출하기 위해 원하는 연화점 온도를 지닌 모세관들 및 튜브들을 이용해 예형을 조립할 수 있다. 예형은 예형 직경을 감소시키기 위해 임의적으로 재 인발될 수 있고 홀들의 크기를 확대하기 위해 수성의 NH4F·HF 또는 가열된 기체상 SF6으로 에칭될 수 있다. 재 인발 및 에칭 절차는 예를 들면, 참고용으로 여기에 포함되는 미국 특허 출원 번호 제 09/563,390호에서 설명된다.
미세구조 광섬유의 코어는 다양한 방법으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 솔리드-코어 미세구조 광섬유를 제조하기 위해, 코어는 중공 모세관들 사이에 배열된 솔리드 로드에 의해 형성된다. 중공-코어 미세구조 광섬유를 제조하기 위해, 큰 내부 단면을 지닌 모세관(150)은 구조 내부로 삽입될 수 있다. 도 15에 도시되고 참고용으로 여기에 포함되는 미국 특허 출원 번호 제 10/085,785호에서 설명되어 있듯, 결손은 에칭 단계 중에 오프셋 홀(152; offset hole)을 지닌 모세관으로 감싸진 중앙 모세관에 의해 확장될 수 있다. 에칭 단계는 오프셋 모세관과 중앙 모세관 사이의 상대적으로 얇은 벽들을 제거하도록 수행될 수 있고, 홀(154)을 확장한다. 돌출되는 구조들은 표면 팽창력을 야기하는 인발 동안에 결손의 벽 내로 부분적으로 또는 완전하게 들어갈 수도 또는 들어가지 않을 수도 있다. 선택적으로, 형성된 코어 모세관은 도 13과 관련해 상술됨으로써 제공될 수 있다.
참고용으로 본 명세서에 포함되는 "미세구조 광섬유 제작용 미세구조 광섬유 및 방법 및 예형"이란 명칭으로 동일 날짜에 출원된, 통상적으로 부여되는 미국 임시 특허 출원 번호 제 60/ , 호(코닝 법인 명세서 제 SP02-111, 발명자 Fajardo, Gallagher, Venkataraman, West)에서, 예형의 내부 부분의 재료가 예형의 외부 부분의 재료보다 높은 연화점을 갖도록 예형를 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 연화점에서 차이는 대략 50℃ 이상, 대략 100℃ 이상, 또는 대략 150℃ 이상일 수 있다. 이러한 차이를 달성하는 하나의 방법은 미세구조를 형성하기 위해 실리카로부터 형성된 모세관, 및 슬리브로서 불소-도프(fluorine-dope)된 실리카 튜브를 사용하는 것이다. 특별한 형태의 코어 모세관이 사용되는 경우에서, 동등하게 높은 연화점(예를 들면, 탄탈-도프된 실리카)을 지닌 재료로부터 코어 모세관을형성하는 것이 바람직하다. 이러한 연화점의 차이는 예형의 내부 부분이 인발 동안에 다소 높은 점성을 갖게하고, 미세구조의 내부 부분의 뒤틀림을 보다 적게 유도한다.
숙련된 기술자가 높이 평가하듯이, 미세구조 광섬유에 대한 예형 구성의 다른 방법은 본 발명에서 적절하게 사용될 수 있다. 예를 들면, 압출 성형 공정은 예형을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 숙련된 기술자에게 익숙한 다른 에칭 및 인발 기법들은 마찬가지로 본 발명과 연계하여 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 본 발명의 미세구조 광섬유를 포함하는 광통신 시스템과 관련된다. 본 발명의 미세구조 광섬유는 전통적인 미세구조 광섬유보다 실질적으로 적은 뒤틀림으로 제조되고, 그러므로 전통적인 미세구조 광섬유보다 상당히 더 나은 광학 성능을 지닐 수 있다. 이러한, 본 발명의 미세구조 광섬유들은 특히 광통신 시스템에서 사용하기에 적합하다.
본 발명의 진의 및 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 변형 및 변화가 본 발명으로 만들어질 수 있다는 것은 기술에 숙련된 사람들에게 명백할 수 있다. 예를 들면, 두 개의 코어 모세관을 구비한 이중-코어 광자 밴드 갭 섬유의 생산에서, 양 코어 홀들은 제 1 압력 시스템과 연결될 수 있다. 숙련된 기술자는 다른 크기 및/또는 기하구조의 모세관, 홀, 및 예형을 사용하는 본 발명을 실행할 수 있다. 본 발명이 상기의 하나, 둘, 또는 세 개의 압력 시스템에 대하여 설명될지라도, 숙련된 기술자는 본 발명의 실행에서 더 많은 압력 시스템이 사용될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항 및 그들의 균등물의 범위 내에서제공되는 본 발명의 변형 및 변화를 포함할 수 있다.
본 발명은 모세관의 적층 번들로부터 직접 인발되기 위해, 침입 홀을 붕괴하기 위한 중간 인발 단계에 대한 요구 없이, 완전히 붕괴된 침입 홀을 구비한 미세구조 광섬유를 제공한다.

Claims (40)

  1. 근접 단부 및 말단부, 및 제 1 홀 세트 및 제 2 홀 세트를 구비하고, 상기 양쪽 홀 세트들은 근접 단부와 말단부 사이에 예형을 통해 세로로 형성되는 예형을 제공하는 단계;
    적어도 하나의 압력 시스템을 제공하는 단계;
    예형의 근접 단부에서 제 1 홀 세트가 제 1의 상기 적어도 하나의 압력 시스템과 연결시키는 단계; 및
    미세구조 광섬유를 형성하기 위해 말단부로부터 예형을 인발하는 단계를 포함하고, 상기 인발 단계에서, 상기 제 2 홀 세트는 실질적으로 제 1 압력 시스템과 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 압력 시스템은 정압 제어 시스템 및 부압 제어 시스템으로 이루어진 군으로부터 개별적으로 선택되는 압력 제어 시스템인 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 압력 제어 시스템의 압력을 제어하기 위해 피드백 제어는 사용되는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방법은 예형의 근접 단부에서 제 2 홀 세트를 제 2의상기 적어도 하나의 압력 시스템과 연결하는 단계를 더욱 포함하고, 상기 제 2 압력 시스템은 실질적으로 제 1 압력 시스템과 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 인발 단계 동안에, 상기 제 1 압력 시스템의 압력은 제 2 압력 시스템의 압력과 다른 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제 1 압력 시스템 또는 제 2 압력 시스템은 용광로 내부의 분위기인 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제 1 압력 시스템은 제 1 압력 제어 시스템이고, 제 2 압력 시스템은 제 1 압력 제어 시스템과 실질적으로 다른 압력으로 설정된 제 2 압력 제어 시스템인 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 제 1 홀 세트는 코어 홀을 포함하고, 여기서 상기 제 2 홀 세트는 광학 결정 구조의 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제 1 압력 시스템은 제 2 압력 시스템보다 낮은 압력인 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제 1 압력 시스템은 제 2 압력 시스템보다 높은 압력 인 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 예형의 홀들은 그것의 근접 단부에 연장되는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 예형을 제공하는 단계는
    근접 단부 및 말단부, 제 1 홀 세트 및 제 2 홀 세트를 구비하고, 각각의 홀 세트는 근접 단부와 말단부 사이에 예형을 따라 세로로 형성되며, 상기 예형은 재료로 형성하는 단계;
    상기 예형의 근접 단부의 양 홀 세트들을 밀봉시키는 단계;
    상기 예형의 재료의 연화점에 가까운 온도까지 상기 예형의 근접 단부를 가열시키는 단계;
    상기 예형의 말단부의 양 홀 세트에 압력을 가하고, 이에 의해 예형의 홀을 그것의 근접 단부에서 연장시키는 단계; 및
    상기 예형의 근접 단부를 절개하고, 이에 의해 연장된 홀들을 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제 1 홀 세트를 제 1 압력 시스템과 연결시키는 단계는
    제 1 홀 세트의 각각의 홀에 대한 근접 단부 및 말단부를 갖는 중공 튜브를 제공하는 단계;
    상기 예형의 근접 단부에서 하나의 중공 튜브의 근접 단부를 제 1 홀 세트의 각 홀로 삽입시키는 단계;
    각 중공 튜브의 근접 단부를 홀딩 재료를 사용해 예형에 부착시키고, 이에 의해 중공 튜브와 홀이 연결되는 단계; 및
    각 중공 튜브의 말단부와 제 1 압력 시스템을 연결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제 1 홀 세트가 코어 홀로 이루어진 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 홀딩 재료는 졸-겔 공정을 사용해 형성된 부분적으로 다공성인 재료인 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 졸-겔 공정은 겔화를 야기하도록 표면 전하의 스크리닝을 사용하는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  17. 제13항에 있어서 상기 홀딩 재료가 실질적으로 비-다공성 재료인 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 예형은 제 1 홀 세트를 포함하는 제 1 영역 및 상기 제 1 영역을 감싸는 제 2 영역을 포함하고, 여기서 상기 예형의 근접 단부에서, 상기 예형의 제 1 영역은 상기 예형의 제 2 영역으로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 예형을 제공하는 단계는
    코어 로드, 각 모세관이 홀을 갖는 제 1 모세관 세트, 및 슬리브 튜브를 제공하는 단계;
    상기 코어 로드, 상기 제 1 모세관 세트, 및 상기 슬리브를 배열시켜 상기 코어 로드는 제 1 모세관 세트에 의해 감싸여지고, 상기 제 1 모세관 세트는 슬리브 튜브에 의해 감싸지며, 상기 제 1 모세관 세트 및 코어 로드는 슬리브로부터 돌출되고 제 1 영역을 형성하며, 슬리브 튜브는 제 2 영역을 형성하도록 예형을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 방법은 예형의 근접 단부에서 제 1 모세관 세트 및 코어 로드를 가열 및 인출하고, 이에 의해 모세관의 외부 표면을 서로 용융시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 예형을 제공하는 단계는 제 1 모세관 세트의 홀에 제 1 중공 튜브를 밀봉시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 예형을 제공하는 단계는 슬리브 튜브에 제 2 중공 튜브를 밀봉시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  23. 제1항에 있어서, 상기 예형은 제 1 홀 세트를 포함하는 제 1 영역; 제 1 영역을 감싸는 제 2 홀 세트를 포함하는 제 2 영역; 및 제 3 영역을 포함하고, 여기서 상기 예형의 근접 단부에서, 예형의 제 1 영역은 예형의 제 2 영역으로부터 돌출되며, 상기 예형의 제 2 영역은 예형의 제 3 영역으로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 예형을 제공하는 단계는
    각 모세관은 홀을 갖는 제 1 모세관 세트 및 제 2 모세관 세트, 및 슬리브 튜브를 제공하는 단계; 및
    상기 제 1 모세관 세트는 제 2 모세관 세트에 의해 감싸지고, 제 2 모세관 세트는 슬리브 튜브에 의해 감싸지도록 제 1 모세관 세트, 제 2 모세관 세트, 및 슬리브 튜브를 배열시켜 예형을 형성시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 제 1 모세관 세트는 제 1 영역을 형성하고, 제 2 모세관 세트는 제 2 영역을 형성하며, 상기 슬리브 튜브는 제 3 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제 1 모세관 세트는 코어 모세관을 포함하고, 여기서 상기 예형을 제공하는 단계는
    예형의 근접 단부에서 모세관의 제 1 및 제 2 세트를 가열 및 인출하고, 이에 의해 모세관의 외부 표면을 서로 용융시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 예형을 제공하는 단계는 제 1 모세관 세트에 제 1 중공 튜브를 밀봉시키는 단계, 및 제 2 모세관 세트에 제 2 중공 튜브를 밀봉시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 예형을 제공하는 단계는 슬리브 튜브에 제 3 중공 튜브를 밀봉시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  28. 근접 단부 및 말단부, 및 제 1 홀 세트 및 제 2 홀 세트를 구비하고, 양쪽 홀 세트들은 근접 단부와 말단부 사이에 예형을 통해 세로로 형성된 예형을 제공하는 단계;
    상기 예형의 근접 단부에서 제 1 홀 세트의 각각의 홀에 다공성 재료를 형성시키는 단계;
    상기 제 1 홀 세트 및 제 2 홀 세트와 제 1 압력 시스템을 연결시키는 단계; 및 미세구조 광섬유를 형성하도록 말단부로부터 예형을 인발시키는 단계를 포함하며, 여기서 홀딩 재료는 제 1 홀 세트 및 제 2 홀 세트 사이의 유동을 부분적으로 억제하기에 충분한 다공성을 갖는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 인발 단계 동안에, 상기 제 2 홀 세트는 제 1 홀 세트의 압력과 실질적으로 다른 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  30. 제28항에 있어서, 상기 홀딩 재료는 졸-겔 공정을 사용해 형성되는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  31. 제28항에 있어서, 상기 졸-겔 공정은 겔화를 야기하도록 표면 전하의 스크리닝을 사용하는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  32. 제28항에 있어서, 상기 방법은
    제 1 홀 세트의 각각의 홀에 대한 근접 단부 및 말단부를 갖는 중공 튜브를제공하는 단계;
    예형의 근접 단부에서 하나의 중공 튜브의 근접 단부를 제 1 홀 세트의 각 홀로 삽입시키는 단계;
    각 중공 튜브의 말단부와 제 2 압력 시스템을 연결시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 중공 튜브는 다공성 플러그에 의해 예형에 부착되는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유의 제조 방법.
  33. 제 1 홀 세트 및 제 2 홀 세트를 포함하고, 상기 홀은 근접 단부와 말단부 사이에 예형를 통해 세로로 형성되며;
    여기서, 예형의 근접 단부에서 상기 제 1 홀 세트는 제 1 압력 시스템과 연결되고, 상기 제 1 압력 시스템은 실질적으로 제 2 압력 시스템과 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유 예형.
  34. 제33항에 있어서, 상기 제 2 홀 세트는 예형의 근접 단부에서 제 2 압력 시스템과 연결되는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유 예형.
  35. 제33항에 있어서, 상기 제 1 홀 세트는 코어 홀을 포함하고, 제 2 홀 세트는 광학 결정 구조의 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유 예형.
  36. 제33항에 있어서, 상기 예형의 홀들은 그것의 근접 단부에서 연장되는 것을특징으로 하는 미세구조 광섬유 예형.
  37. 제33항에 있어서, 상기 예형은 제 1 홀 세트의 각각의 홀에 대해 근접 단부 및 말단부를 갖는 중공 튜브, 예형의 제 1 홀 세트의 각각의 홀의 근접 단부로 삽입되는 하나의 중공 튜브의 근접 단부, 및 홀딩 재료로 예형에 부착되는 각 중공 튜브의 근접 단부를 더욱 포함하고, 여기서 상기 제 1 홀 세트는 예형의 근접 단부에서 중공 튜브를 통해 제 1 압력 시스템과 연결되는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유 예형.
  38. 제33항에 있어서, 상기 예형은 제 1 홀 세트를 포함하는 제 1 영역 및 제 1 영역을 감싸는 제 2 영역을 포함하고, 여기서 상기 예형의 근접 단부에서, 예형의 제 1 영역은 예형의 제 2 영역으로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 미세구조 광섬유 예형.
  39. 근접 단부 및 말단부, 및 제 1 홀 세트 및 제 2 홀 세트를 구비하고, 양 홀 세트들은 근접 단부와 말단부 사이에 예형를 통해 세로로 형성되는 예형을 제공하는 단계;
    적어도 하나의 압력 시스템을 제공하는 단계;
    제 1 홀 세트는 예형의 근접 단부에서 제 1의 상기 적어도 하나의 압력 시스템과 연결시키는 단계; 및
    미세구조 광섬유를 형성하기 위해 말단부로부터 예형를 인발시키는 단계를 포함하고, 상기 인발 단계 동안에, 제 2 홀 세트는 실질적으로 제 1 압력 시스템과 연결되지 않는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  40. 제39항에 따른 미세구조 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 시스템.
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